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  <title>计算机组成原理（第七章） | ALgarth's blog</title>
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                <h1 class="kratos-entry-title text-center">计算机组成原理（第七章）</h1>
                
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                    </div>
                
                <hr />
                <p>老规矩，上开头！！</p>
<blockquote>
<p>突然意识到该写一份计算机组成原理的笔记</p>
<p>那就写呗</p>
<p>为的是方便我个人的复习以及对读者进行启发</p>
<p>目录根据《计算机组成原理（第二版）》唐朔飞奶奶的的那本书来的</p>
<p>内容涵盖并结合书中内容，练习题，“林北不能忍了”学长的笔记，刘宏伟老师MOOC</p>
</blockquote>
<h1 id="计算机组成原理（第七章）"><a href="#计算机组成原理（第七章）" class="headerlink" title="计算机组成原理（第七章）"></a>计算机组成原理（第七章）</h1><p>第七章主要是说明类的内容，这一章可以和第三章相提并论，第三章内容多，写了20页，这一章写了33页，但是中间有一部分内容是在划水摸鱼，所以两章实际内容我感觉量差不多</p>
<p> 本章的第四节是指令格式举例，这部分可以理解为一个举例，并不是那么重要，这里我也就不写了</p>
<p>那闲话不多说，直接开始第七章</p>
<p>本章分为以下内容</p>
<blockquote>
<ol>
<li>机器指令</li>
<li>操作数和操作</li>
<li>寻址方式</li>
<li>RISC</li>
</ol>
</blockquote>
<h2 id="机器指令"><a href="#机器指令" class="headerlink" title="机器指令"></a>机器指令</h2><p>机器指令在第一章就学过了，这里再学的是机器指令的一般形式。</p>
<p>每一条指令都由两部分组成，操作码和地址码。操作码通过操作码的数值表示操作，地址码不仅仅是自己的地址，比如加减法数字的地址，结果的地址，下一操作的地址等等。</p>
<p>操作码有扩展和不扩展两种设计方法，固定操作码或不扩展操作码是指操作码的长度是一个定值，扩展操作码是是指操作码可以伸长或者缩短，指令的长度是一个定值，那么扩展码的长度改变势必同时引起指令码的改变，我们按照地址码的长度对地址码起名，产生了零地址，一地址，二地址等等的说法。计算操作码的时候，在扩展操作码上面的计算会比较复杂。</p>
<p>这里做一个假设，假设一个简单的扩展操作码，有两种操作码长度，4个字节长的操作码，伸长之后会成为6个字节长度。假设一个四个字节的操作码，他有一个操作码是0001，那么，他就不会进行扩展成为6字节的形式，比如000001这种情况，这两个操作码还要考虑是不是一个操作码，因此计算机在处理这种指令的时候，如果存在0001，那么无论XX0001的格式有什么，我们一概不将这种内容视为操作码。计算的时候留意就行了。</p>
<p>地址码有多重长度之分，细节如下：</p>
<blockquote>
<p>四地址：包括两个操作数地址，一个结果地址，一个下一条指令地址，这就可以满足一个基本的二元运算符了，使用时访问四次存储器（操作数两个，操作符一个，结果一个）</p>
<p>三地址：把上述的狭义指令地址删除，用PC实现，剩下的就是三地址，使用时依旧访问四次存储器</p>
<p>二地址：操作数也是结果地址，a+=b; 节省了访问次数，使用时访问三次存储器</p>
<p>一地址：把之前的那个操作数存放在ACC里了，ACC存放操作数和结果，第二操作数自己存储，使用时访问两次存储器</p>
<p>零地址：全存在寄存器里了，就直接不用立省100%</p>
</blockquote>
<h2 id="操作数和操作"><a href="#操作数和操作" class="headerlink" title="操作数和操作"></a>操作数和操作</h2><p>操作数常见的有四种：地址，数字，字符，逻辑数据（这不是懂得都懂）</p>
<p>数据的存放方式也有多重，常见的有字节，半字，字，双字，四字</p>
<p>操作类型包括：数据传送，逻辑操作，移位，转移（可以粗略理解为goto语句），输入输出，其他</p>
<p>转移又分为多种：无条件转移（goto语句），条件转移（if语句实现跳转），调用与返回，陷阱和陷阱指令（系统出现意外）</p>
<h2 id="寻址方式"><a href="#寻址方式" class="headerlink" title="寻址方式"></a>寻址方式</h2><p>寻址方式是为了确定当前指令数据位置和下一条指令的位置，前者称为指令寻址，后者称为数据寻址。</p>
<p>指令寻址相对简单，分为顺序寻址和跳跃寻址，顺序寻址就是一条一条指令顺序进行找到地址，跳跃就是goto语句跳转到下一条指令继续进行。</p>
<p>数据寻址才是相对重要的内容，包括以下10种基本寻址方式</p>
<p>这里先进行基本的介绍，数据存放的地址其实一般不是数据的真实地址，在C语言中，指针的地址，就是&amp;a得到的16进制码其实并不是数据在计算机中的真实地址，我们称这种地址为形式地址，记做A，真实地址称为有效地址，记做EA（不是某EA！！）</p>
<p>我们在指令的地址部分中加入一个寻址特征，用来指定当前指令的寻址方式</p>
<blockquote>
<p>立即寻址：他的寻址特征一般用#来表示，他的地址就是操作数本身，每次访问这个操作数，直接进行加减就行。这是一种很基本的寻址方式</p>
<p>直接寻址：直接寻址的地址是就是真实的地址，即A=EA。</p>
<p>隐含寻址：隐含寻址是指令字中给定一个操作数的地址，另一个地址是在寄存器中的，比如累加操作中直接用ACC进行保存另一个操作数的地址</p>
<p>间接寻址：可以理解为这个形式地址指向的是一个指针的地址，通过这个指针再次指向真正的地址，当然，这个指针可以是指针的指针。（他有两个优点，1,这种操作扩展了操作数的寻址范围，2，可以用于编程。1个缺点：由于一次寻址会访问很多的地址，会导致执行时间延长）</p>
<p>寄存器寻址：一种广泛应用的寻址方式，这里的形式地址指定的就是一个寄存器的地址，直接调用寄存器北部的数据。优点有二：1， 寄存器的访问速度快。2， 寄存器的地址短，节省了形式地址的存储空间</p>
<p>寄存器间接寻址：通过在寄存器中存储操作数的地址，指针型访问，这种方法可以让访问存储器的次数-1</p>
<p>基址寻址：基址寻址可以理解为两者的简单相加，EA=A+BR，BR是基址，储存在基址寄存器中，基址本身分为显式和隐式两种，前者是用户必须自己明确指明在哪个寄存器中存储了内容，后者是由计算机自行分配</p>
<p>变址寻址：变址寻址和基址寻址是差不多的意思，变址寻址给定的是一个可变的BR记为IX，可以理解为之前的BR扩展为一个数组，方便对多个数据进行寻址</p>
<p>相对寻址：相对寻址和基址寻址其实理解上差不太多，差异在于 ，相对寻址可以理解为一次C语言的数组寻址，每次找到的是相对于a[0]位置进行偏移的元素</p>
<p>堆栈寻址：堆栈寻址其实是使用堆栈的方法去找操作数</p>
</blockquote>
<h2 id="RISC"><a href="#RISC" class="headerlink" title="RISC"></a>RISC</h2><p>RISC其实我倒很早就接触了，RISC产生有一个说法：计算机中80%的语句仅仅使用了20%的指令。这句话其实表明，我们要实现的内容很多，但是他们都可以用一小部分基本的小指令组合构成。那么我们就可以使用少部分指令完成大部分工作。</p>
<p>相对而言，和RISC对应的就是CISC。CISC就是没有脑子的直接存放所有指令的那种，称为复杂指令系统。</p>
<p>两者相比，RISC有以下优点</p>
<blockquote>
<p>充分利用VLSI的面积</p>
<p>提高计算机运算的速度</p>
<p>降低成本，提高可靠性</p>
<p>支持高级语言</p>
</blockquote>
<p>第七章内容到此结束。</p>
<hr>
<p><em>我是ALgarth，如果有缘，我们下次再见。</em></p>
<p><em>图片来自网络，侵删。</em></p>
<p><em>本人拙笔草见，如果内容有误，请及时联系修改</em></p>

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        $(()=>{
            new QRCode("wechat-qr", {
                text: "http://algarth.github.io/2020/12/23/organization9/",
                width: 150,
                height: 150,
                correctLevel : QRCode.CorrectLevel.H
            });
        });
        function share(dest) {
            const qqBase        = "https://connect.qq.com/widget/shareqq/index.html?";
            const weiboBase     = "https://service.weibo.com/share/share.php?";
            const qzoneBase     = "https://sns.qzone.qq.com/cgi-bin/qzshare/cgi_qzshare_onekey?";
            const facebookBase  = "https://www.facebook.com/sharer/sharer.php?";
            const twitterBase   = "https://twitter.com/intent/tweet?";
            const hostUrl       = "http://algarth.github.io/2020/12/23/organization9/";
            const title         = "「计算机组成原理（第七章）」";
            const excerpt       = `老规矩，上开头！！

突然意识到该写一份计算机组成原理的笔记
那就写呗
为的是方便我个人的复习以及对读者进行启发
目录根据《计算机组成原理（第二版）》唐朔飞奶奶的的那本书来的
内容涵盖并结合书中内容，练习题，“林北不能忍了”学长的笔记...`;
            let _URL;
            switch (dest) {
                case "qq"       : _URL = qqBase+"url="+hostUrl+"&title="+title+"&desc=&summary="+excerpt+"&site=cxpy";     break;
                case "weibo"    : _URL = weiboBase+"url="+hostUrl+"&title="+title+excerpt;                                 break;
                case "qzone"    : _URL = qzoneBase+"url="+hostUrl+"&title="+title+"&desc=&summary="+excerpt+"&site=cxpy";  break;
                case "facebook" : _URL = facebookBase+"u="+hostUrl;                                                        break;
                case "twitter"  : _URL = twitterBase+"text="+title+excerpt+"&url="+hostUrl;                                break;
            }
            window.open(_URL);
        };
    </script>
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                    <div class="pull-date">
                    <span>最后编辑：2020-12-23</span>
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                    <a title=" 计算机组成原理（第六章）（下）" href="/2020/12/21/organization8/">&lt; 上一篇</a>
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                    <a title=" 计算机组成原理（第八章）" href="/2020/12/26/organization10/">下一篇 &gt;</a>
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            <ol class="toc"><li class="toc-item toc-level-1"><a class="toc-link" href="#%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BB%84%E6%88%90%E5%8E%9F%E7%90%86%EF%BC%88%E7%AC%AC%E4%B8%83%E7%AB%A0%EF%BC%89"><span class="toc-number">1.</span> <span class="toc-text">计算机组成原理（第七章）</span></a><ol class="toc-child"><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#%E6%9C%BA%E5%99%A8%E6%8C%87%E4%BB%A4"><span class="toc-number">1.1.</span> <span class="toc-text">机器指令</span></a></li><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#%E6%93%8D%E4%BD%9C%E6%95%B0%E5%92%8C%E6%93%8D%E4%BD%9C"><span class="toc-number">1.2.</span> <span class="toc-text">操作数和操作</span></a></li><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#%E5%AF%BB%E5%9D%80%E6%96%B9%E5%BC%8F"><span class="toc-number">1.3.</span> <span class="toc-text">寻址方式</span></a></li><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#RISC"><span class="toc-number">1.4.</span> <span class="toc-text">RISC</span></a></li></ol></li></ol>
        
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    <h4 class="widget-title"><i class="fa fa-tags"></i>标签聚合</h4>
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        <a href="/tags/OS/" style="font-size: 0.6em;">OS</a> <a href="/tags/c-%E4%BB%8E%E5%85%A5%E9%97%A8%E5%88%B0%E4%B8%8D%E5%85%A5%E9%97%A8/" style="font-size: 0.7em;">c++从入门到不入门</a> <a href="/tags/priority-queue/" style="font-size: 0.6em;">priority_queue</a> <a href="/tags/projectpool/" style="font-size: 0.6em;">projectpool</a> <a href="/tags/tmp/" style="font-size: 0.6em;">tmp</a> <a href="/tags/trailer/" style="font-size: 0.7em;">trailer</a> <a href="/tags/update/" style="font-size: 0.6em;">update</a> <a href="/tags/%E5%89%8D%E8%A8%80/" style="font-size: 0.6em;">前言</a> <a href="/tags/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BB%84%E6%88%90%E5%8E%9F%E7%90%86/" style="font-size: 0.8em;">计算机组成原理</a> <a href="/tags/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BB%84%E6%88%90%E5%8E%9F%E7%90%86%E6%B1%87%E6%80%BB/" style="font-size: 0.6em;">计算机组成原理汇总</a> <a href="/tags/%E8%AE%A1%E7%BD%91/" style="font-size: 0.6em;">计网</a>
      </div>
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  <aside id="krw-posts" class="widget widget-kratos-poststab">
  <h4 class="widget-title"><i class="fa fa-file"></i>最新文章</h4>
  <div class="tab-content">
      <ul class="list-group">
        
        
          
          
            <a class="list-group-item" href="/2021/12/23/tmp/"><i class="fa  fa-book"></i> 小范围开源期末材料</a>
            
          
        
          
          
            <a class="list-group-item" href="/2021/10/30/OS/"><i class="fa  fa-book"></i> OS第一章</a>
            
          
        
          
          
            <a class="list-group-item" href="/2021/10/23/cnet/"><i class="fa  fa-book"></i> 计网第一章</a>
            
          
        
          
          
        
          
          
            <a class="list-group-item" href="/2021/10/19/projectpool/"><i class="fa  fa-book"></i> 计划进程池设定</a>
            
          
        
          
          
        
          
          
            <a class="list-group-item" href="/2020/12/31/organization-ex/"><i class="fa  fa-book"></i> 计算机组成原理汇总篇</a>
            
          
        
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
          
            
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                            <li>&copy; 2022 ALgarth 版权所有.</li>
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                        <div>
                            <li>Theme <a href="https://github.com/Candinya/Kratos-Rebirth" target="_blank">Kratos:Rebirth</a></li>
                            <li>Made with&nbsp;<i class="fa fa-heart throb" style="color:#d43f57"></i>&nbsp;by <a href="https://candinya.com" target="_blank" rel="nofollow">Candinya</a>.</li>
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